障碍物分类识别的果园机器人避障方法研究

来源：中国农机化学报杂志2020年第8期北京时间：

作者：耿乾;毛鹏军;李鹏举;黄传鹏;方骞;张家瑞;

单位：河南科技大学机电工程学院;河南科技大学农业装备工程学院;甘肃省机械科学研究院有限责任公司;

摘要：针对果园环境复杂,障碍物种类繁多,传统动力无法有效进入作业的情况,提出一种基于障碍物分类识别的果园机器人自主避障方法。首先对果园中存在的障碍物进行识别分类,然后针对不同种类的障碍物采用不同的避障方法来完成避障动作。通过搭建基于ROS的避障试验台,对果园机器人上搭载的视觉传感器和激光雷达传感器进行标定,在ROS功能包中植入避障算法,然后进行验证。试验结果表明:在同等条件下,相比传统的避障方法,本文的方法避绕圆形障碍物时用时少1.7 s,所用路程少0.31 m,具有一定的优势;而在避绕不规则障碍物时,本文的方法虽然所用时间和路程比传统方法分别多1.7 s和0.41 m,但机器人能够更加贴近障碍物进行避障,对林下中耕施肥和除草等作业有很大帮助,具有很好的实际应用价值。

关键词：果园;卷积神经网络;视觉传感器;激光雷达传感器;避障

基金资助：河南省重大科技专项(181100110100);; 河南省高校科技创新团队支持计划(19IRTSTHN021)